Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе

Невозможная мощь супергероя

Представьте себе, что вы каким-то образом оказались на полосе препятствий и должны её преодолеть. Перед вами стена, и через неё надо перемахнуть. Это чисто физическая задача – неважно, думаете ли вы о ней в физических терминах. Ваше тело должно каким-то образом собрать столько кинетической энергии, чтобы получить – и превзойти – потенциальную энергию, которую имело бы, оказавшись на верхней кромке стены. Эй, погоди-ка, думаете вы. А что, если пройти прямо сквозь стену при помощи туннельного эффекта? Конечно, можно попробовать использовать этот шанс: разбежаться как следует, броситься прямо на стену – и вдруг очутиться с той стороны. Но, прежде чем вы на это решитесь, знайте: шансы на успех невообразимо малы. Вы можете врезаться в стену каждый день на протяжении всей жизни, но, даже если проживёте до конца Вселенной, у вас, по всей вероятности, так ничего и не получится: туннель не откроется. То есть, может, и откроется, но с вероятностью не просто малой, а космически малой. К тому же будет больно.

Вероятность туннелирования объекта зависит от нескольких условий: насколько высок энергетический барьер, сколько энергии у объекта, насколько далеко он должен пройти, каковы размеры объекта. Чем больше объект, тем меньше вероятность успеха. Если он настолько велик, что его можно увидеть, шанс преодолеть барьер через туннель практически нулевой – во всяком случае, достаточно близкий к нулю, чтобы считать такой исход невозможным. Поэтому мы никогда не наблюдаем проявлений туннельного эффекта в ежедневной жизни, жизни больших объектов. Сидя в кресле, вы знаете, что оно вас удержит. Если бы законы квантовой механики были применимы к большим объектам, таким, как человеческое тело, вы бы рисковали нежданно-негаданно провалиться сквозь кресло и очутиться на полу, а может, и гораздо ниже! А вот для микроскопических предметов вроде протонов и электронов туннелирование – это преимущественный способ транспортировки в пространстве. Так что, если вы пишете комикс о супергерое, проходящем сквозь стены при помощи туннельного эффекта, помните: персонаж должен быть микроскопическим!